一种基于智慧管理的有机质废料炭化处理系统

本发明涉及垃圾处理，尤其涉及一种基于智慧管理的有机质废料炭化处理系统。

背景技术：

1、随着全球工业化和城市化的快速发展，有机质废料的产生量剧增。这些废料，如农业废弃物、城市有机垃圾以及部分工业废料，如果没有得到妥善处理，很容易成为环境污染的源头，加剧土壤、水和空气污染。

2、另一种典型的如cn114433596a的现有技术公开的一种有机质垃圾处理工艺，对于掩埋的方式处理，不仅要占用大量的土地，而且会对地下水源造成严重污染，湿垃圾在掩埋过程中还会产生大量的沼气，不仅会污染空气，还会引发爆炸和燃烧，对周围的居民生活造成潜在的危害。采用焚烧的方式处理，不仅会浪费大量能源，燃烧后产生的大量有毒气体还会严重污染空气。因而无论是掩埋法还是焚烧法，在实际上是切断了正常生物循环的链节，造成能源和资源的双浪费，在垃圾掩埋焚烧的同时都会对环境造成二次的严重污染。

3、再来看如cn113388414a的现有技术公开的一种间接加热式生活垃圾有机质微碳化处理装置及工艺，垃圾焚烧发电项目运行的在我国比较多，其缺点在于对周边生活环境影响比较大，周围几公里范围内经常是臭气熏天，尤其是遇到夏天瓜果类垃圾比较多，焚烧速度比较慢的情况下。传统的垃圾碳化处理装置在使用中存在不足之处，一是其不能对碳化处理过程中产生的热量进行有效利用；二是其不能对碳化容器的内壁进行刮料，导致内壁结层变厚，影响后续的碳化工作，且传统碳化容器的进气口设置在侧壁，容易出现堵塞。

4、此外，传统系统的操作通常需要人为干预，这不仅增加了操作的复杂性，而且可能因为人为错误而导致安全隐患。此外，随着环境保护意识的加强，对于炭化过程中产生的气体排放有了更加严格的要求。但是，许多传统炭化系统并没有设置有效的气体处理装置，导致有害物质直接排放到大气中。

5、为了解决本领域普遍存在碳化过程缺乏评估、碳化过程不可控、碳化后产生的气体没有经过处理、碳化过程智能程度低等等问题，作出了本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于智慧管理的有机质废料炭化处理系统。

2、为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于智慧管理的有机质废料炭化处理系统，所述有机质废料炭化处理系统包括服务器，所述有机质废料炭化处理系统还包括碳化环境监测模块、碳化模块、智能控制模块和环保排放模块，所述服务器分别与所述碳化环境监测模块、碳化模块、智能控制模块和环保排放模块连接；

4、所述碳化模块用于对有机质废料进行碳化，所述碳化环境监测模块监测有机质废料的种类和碳化模块碳化过程的实时环境参数，所述智能控制模块获取所述碳化环境监测模块监测得到的有机质种类数据和碳化模块碳化过程的环境参数进行评估形成评估结果，并根据评估结果触发对所述碳化模块碳化条件的控制，所述环保排放模块对碳化模块产生的气体进行处理，并将处理后的气体进行排放，其中，所述智能控制模块获取有机质废料的种类和碳化模块碳化过程的实时环境参数，并计算给定的有机质种类k、理想碳化环境参数与实际环境参数之间的匹配指数match（k）：

5、；

6、式中，w1、w2、w3为权重系数，其值由系统根据实验进行设定，tactual为实际碳化过程中的环境温度检测值，hactual为实际碳化过程中的环境湿度检测值，pactual为实际碳化过程中的环境压力检测值，ft（k）为有机质种类k 的理想碳化温度，其值由系统根据历史数据进行设定，fh（k）为有机质种类k 的理想碳化湿度，其值由系统根据历史数据进行设定，fp（k）为有机质种类k 的理想碳化压力，其值由系统根据历史数据进行设定；

7、若匹配指数match（k）超过设定的监控阈值limit，表示实际碳化环境参数与理想值之间的偏差越大，则触发碳化环境监测模块对所述碳化模块碳化条件的控制。

8、可选的，所述碳化模块包括设有投入口的反应腔室、加热单元、压力调控单元、湿度调控单元和气体排放单元，所述反应腔室供有机质进行放置，其中，所述加热单元、压力调控单元、湿度调控单元和气体排放单元均设置在所述反应腔室上，所述加热单元对有机质废料进行碳化，所述压力控制单元对所述反应腔室中的碳化压力进行控制，所述湿度调控单元对所述反应腔室中的碳化湿度进行控制，所述气体排放单元对所述加热单元的加热过程产生的废气进行排出；

9、其中，所述气体排放单元与所述环保排放模块进行连接。

10、可选的，所述环保排放模块包括第一气体过滤单元、气体分析单元、第二气体过滤单元和排放通道，所述第一气体过滤单元对所述加热单元碳化过程产生的气体进行初次过滤，所述气体分析单元对第一气体过滤单元处理后的气体进行分析形成分析结果，并根据分析结果确定是否进行二次过滤；

11、其中，若分析结果需要进行二次过滤，则将所述第一气体过滤单元过滤后的气体回流至所述第二气体过滤单元中进行过滤。

12、可选的，所述智能控制模块获取所述碳化环境监测模块监测得到的有机质种类数据和碳化模块碳化过程的环境参数，并根据下式计算碳化参数：

13、；

14、式中，c为有机质废料的碳含量，tideal（c）为对于含有碳量的有机质进行碳化所需的碳化温度，hideal（c）为对于含有碳量的有机质进行碳化所需的碳化湿度，pideal（c）为对于含有碳量的有机质进行碳化所需的碳化压力，at、bt、ah、bh、ap、bp为通过历史碳化参数确定的常数项，其值根据不同碳含量和对应的理想碳化参数的数据并使用线性回归进行拟合得到；

15、所述智能控制模块计算得到的碳化参数传输至所述碳化模块中并触发对所述碳化模块对有机质进行碳化操作。

16、可选的，所述加热单元包括燃烧嘴、支撑座、角度调整构件和振动构件，所述支撑座支撑所述有机质废料，所述燃烧嘴向所述有机质废料喷射火焰，所述角度调整构件对所述有机质废料的角度进行调整，所述振动构件对所述有机质废料进行振动，以将碳化后的灰烬抖落；

17、其中，所述角度调整构件与所述支撑座驱动连接，以驱动所述支撑座跟随所述角度调整构件的转动而转动，所述角度调整构件包括固定齿轮、转动齿轮和转动驱动机构，所述支撑座的底壁设有供所述固定齿轮连接的支撑杆，且所述固定齿轮嵌套在所述支撑杆形状支撑部，所述支撑部与所述反应腔室的底壁铰接，所述转动齿轮与所述固定齿轮啮合，并在所述转动驱动结构的驱动下带动所述转动齿轮转动。

18、可选的，所述碳化模块还包括供应单元和密封单元，所述供应单元将有机质废料送入所述反应腔室内，所述密封单元对所述反应腔室的投入口进行密封；

19、其中，所述供应单元和所述密封单元均设置在所述反应腔室的投入口处，并在所述供应单元将所述有机质废料放入所述反应腔室后，所述密封单元将所述投入口进行密封，以形成密闭的碳化环境。

20、可选的，所述碳化环境监测模块包括有机质种类识别单元、反应环境监测单元和传输单元，所述有机质种类识别单元对送入所述反应腔室中的有机质废料进行识别，以获得所述有机质废料的种类数据，所述反应环境监测单元对所述反应腔中的环境进行监测，以获得所述反应腔室中的实时环境数据，所述传输单元将所述反应环境监测单元监测得到的数据传输至所述智能控制模块中；

21、其中，所述反应环境监测单元设置在所述供应单元的上方，且所述反应环境监测单元包括传感器构件和存储器，所述传感器构件设置在所述反应腔室中，所述存储器存储所述传感器构件监测得到的实时环境数据；

22、所述实时环境数据包括反应腔室的温度、湿度和反应压力。

23、可选的，所述有机质种类识别单元设置在所述反应腔室的投放口处，并对送入所述反应腔室的有机质废料的种类进行识别。

24、可选的，所述供应单元包括供应构件和伸缩构件，所述供应构件将所述有机质废料运输至所述反应腔室中，所述伸缩构件将所述供应构件的位置进行调整。

25、可选的，所述密封单元包括密封门、触发构件和密封件，所述密封件设置在所述密封门上，并在所述密封门对所述反应腔室的投入口进行密封时能提供稳定的密封环境，所述触发构件将所述密封门与所述反应腔室的投入口进行密封。

26、本发明所取得的有益效果是：

27、1.通过智能控制模块和碳化模块的相互配合，使得碳化模块的碳化过程能够根据有机质的实际情况进行精准控制，以提升有机质废料的碳化质量和效果，防止过度碳化造成资源的浪费、以及防止碳化过程不可控的缺陷；

28、2.通过碳化模块和环保排放模块之间的配合，使得产生的气体能够得到精准处理，并将处理后的气体排放至空气中，保证整个碳化过程不会对环境造成污染，提升碳化过程的精准度和可靠性；

29、3.通过加热单元、压力调控单元、湿度调控单元和气体排放单元的相互配合，使得有机质的碳化效果，也兼顾对不同的有机质废料相适配，以实现对不同种类有机质的精准碳化，提升有机质废料碳化的质量和可靠性；

30、4.通过智能控制模块和碳化环境监测模块的配合，使得碳化模块的实时碳化环境得到精准的检测，并根据检测得到的数据对触发时机进行监控，以提升整个系统对有机质废料的精准控制；

31、5.通过有机质种类识别单元、反应环境监测单元相互配合，使得有机质废料的种类和反应实时环境能够得到监测，以提升整个有机质废料碳化过程的精准性和可靠性，使得整个系统具有碳化过程评估精准性高、碳化过程可控的优点。